該文系統(tǒng)地分析了感應(yīng)電動機的各種故障特征.針對感應(yīng)電動機在不對稱狀態(tài)下定子電流的正序和負序分量之間的關(guān)系,提出了簡便易行的不對稱及斷相保護動作判據(jù).該文根據(jù)電動機各種故障的微機保護方案,進行了控制系統(tǒng)的軟件、硬件與抗干擾設(shè)計,開發(fā)了一種新型的數(shù)字化多功能感應(yīng)電動機保護裝置.這套裝置以先進的80C196KC單片機為核心,采用MAX197進行AD轉(zhuǎn)換,具有數(shù)學(xué)采集、處理、實時控制、自動保護及顯示、報警等功能.最后對所研制的保護裝置樣機,模擬電動機的各種故障,進行了充分的動模實驗,驗證了其保護時間的可靠性.
上傳時間: 2013-06-05
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伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的重要驅(qū)動源之一,是工廠自動化不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù).隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,對現(xiàn)代電伺服系統(tǒng)提出越來越高的要求,而以高性能正弦波永磁同步電動機(簡稱PMSM)作為伺服電機的PMSM伺服系統(tǒng)因共具有較傳統(tǒng)的DC伺服系統(tǒng)和普通AC伺服系統(tǒng)優(yōu)越的性能和良好的發(fā)展?jié)摿Χ找孚A得廣泛青睞并已成為當(dāng)前電伺服務(wù)系統(tǒng)發(fā)展和研究的重點和熱點之一.為此,該文以極具發(fā)展前景的PMSM位置伺服驅(qū)動系統(tǒng)為研究對象,在綜合分析現(xiàn)代電伺服系統(tǒng)發(fā)展趨勢和借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上,針對發(fā)展高性能PMSM位置伺服系統(tǒng)的需要并結(jié)合控制理論新的發(fā)展,從通過采用先進控制策略改進其控制器性能的角度著手,提出了基于反饋控制、滑模控制、模糊控制等為基礎(chǔ)而集成的智能滑模控制策略,為進一步豐富和發(fā)展PMSM伺服系統(tǒng)的控制策略提出了新的思路和方法.
標(biāo)簽: 永磁同步電動機 位置伺服系統(tǒng) 仿真
上傳時間: 2013-06-12
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針對冬季供暖問題,該文研制了一種新型的智能全自動控制系統(tǒng).整個控制系統(tǒng)主要由CPU主板、繼電器分板以及控制面板組成,CPU主板實現(xiàn)溫度的采集、處理、水位的測量、電源監(jiān)視及報警等功能.繼電器板用于控制循環(huán)泵的啟停、緊急情況下的切斷電源等.控制面板完成功能的切換以及顯示等功能.控制系統(tǒng)在功能上具有供暖、熱水、定時啟動三大功能,還具有漏電、超溫、低水位保護及報警功能.在控制方法上,由于溫度控制領(lǐng)域多采用PID控制方法,有對不同的控溫對象要用不同的PID參數(shù),且調(diào)整不方便的缺點.該文采用模糊控制方法,模擬最佳控制者--人的控制行為,利用人的經(jīng)驗知識實現(xiàn)一種專家式的非線性控制.整個控制由模糊控制器完成,該文討論了以溫度偏差和溫度變化率為輸入量、電壓為輸出量的雙輸入單輸出模糊控制器設(shè)計方法.以提高系統(tǒng)的控制精度、安全性和可靠性.該文研制的電鍋爐控制系統(tǒng),利用C語言編制控制程序,提高了開發(fā)效率及控制的靈活性.實際使用證明,該控制系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、具有優(yōu)良的控制效果.
上傳時間: 2013-06-11
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水位計廣泛應(yīng)用于水利、石油、化工、冶金、電力等領(lǐng)域的自動檢測和控制系統(tǒng)中.本文設(shè)計的智能水位計是吸收了國內(nèi)外最新智能化儀表的設(shè)計經(jīng)驗,采用工業(yè)控制單片機,集水位采集、存儲、顯示及遠程聯(lián)網(wǎng)于一體,適用于各種液位及閘門開度的測量.它具有高精度、高可靠性、多功能和智能化等特點.針對研制任務(wù)的要求,課題期間研制了下位機系統(tǒng)硬件和軟件,開發(fā)了上位機監(jiān)控軟件,其中所作的具體工作包括:測量原理的研究和在系統(tǒng)中的實現(xiàn),在本次設(shè)計中用三種方法來進行水位測量,分別是旋轉(zhuǎn)編碼器法、液位壓力傳感器法和可變電阻器法;主控芯片的選擇,我們選用了高集成度的混合信號系統(tǒng)級芯片C8051F021;實現(xiàn)了信號的采集和處理,包括信號的轉(zhuǎn)換和在單片機內(nèi)的運算;高集成度16位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7705在系統(tǒng)中的應(yīng)用,我們完成了它與單片機的接口設(shè)計及程序編制任務(wù);精確時鐘芯片DS1302在系統(tǒng)中的應(yīng)用,在此,我們實現(xiàn)了用單片機的I/O口與DS1302的連接和在軟件中對時序的模擬,該芯片的應(yīng)用給整臺儀器提供了時間基準,方便了儀器的使用;另外,針對研制任務(wù)的要求,還給系統(tǒng)加上了一路4~20mA模擬信號電流環(huán)的輸出電路來提供系統(tǒng)監(jiān)測,該部分的實現(xiàn)是通過采用AD421芯片來完成的,本設(shè)計中完成了AD421與單片機的SPI接口任務(wù),協(xié)調(diào)了它與AD7705芯片和單片機共同構(gòu)成的SPI總線系統(tǒng)的關(guān)系,并完成了程序設(shè)計;與上位機的通信接口設(shè)計,該部分通過兩種方法實現(xiàn):RS232通信方式和RS485通信方式;系統(tǒng)設(shè)計方面還包括報警電路設(shè)計、操作鍵盤設(shè)計、電源監(jiān)控電路設(shè)計、電壓基準電路的設(shè)計.在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上,對系統(tǒng)進行了軟件設(shè)計,軟件部分包括下位機單片機程序的設(shè)計和上位機監(jiān)控軟件的設(shè)計.在軟硬件充分結(jié)合的情況下,實現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計要求,很好地解決了以往的水位計中存在的問題,達到了高精度水位測量儀器的各項標(biāo)準.
標(biāo)簽: 水位計
上傳時間: 2013-06-20
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開關(guān)磁阻電機(SR電機)驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)是一種先進的機電一體化裝置,但是其較大的振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動問題制約了SRD的廣泛應(yīng)用。本文以減小SR電機振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動為主題展開理論分析和實驗研究。主要內(nèi)容有:由于徑向力引起的定子徑向振動是SR電機噪聲的主要根源,因此徑向力的分析和計算是研究SR電機振動噪聲的基礎(chǔ)。本文利用磁通管法推導(dǎo)出徑向力的解析表達式,定性分析了徑向力與電機結(jié)構(gòu)參數(shù)等之間的關(guān)系。根據(jù)虛位移原理,推導(dǎo)出基于矢量磁勢的電磁力計算公式。該計算方法求解電磁力時只需進行一次磁場計算,不但減小了計算量,同時計算精度較傳統(tǒng)虛位移法高。利用這一計算方法,求出了實驗樣機的轉(zhuǎn)矩及徑向力的精確數(shù)值解。針對在SRD性能仿真時,傳統(tǒng)的非線性插值不但耗時,而且對有限元計算數(shù)據(jù)量要求高的問題,本文利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強大的非線性模型辨識能力,成功進行了SR電機磁鏈反演和轉(zhuǎn)矩計算的模型訓(xùn)練,最后建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SR電機精確解析數(shù)學(xué)模型。因為SR電機本體結(jié)構(gòu)形式的選擇問題與振動噪聲大小有著密切的關(guān)系。本文從噪聲輻射和振動幅值角度探討了SR電機主要尺寸的確定;接著從對稱性、力波階數(shù)等角度研究了SR電機相數(shù)及繞組連接方式、極數(shù)、并聯(lián)支路數(shù)的選擇問題。并對一些常用的降低電機機械噪聲的措施和方法進行了綜述。系統(tǒng)振動特性的研究對于減小振動噪聲十分重要。本文從振動系統(tǒng)的運動方程出發(fā),導(dǎo)出了從激振力到振動加速度的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)的自由振動解;然后利用機電類比法得出了SR電機定子系統(tǒng)的固有頻率以及振動振幅的解析解,定性分析了影響振動振幅的各種因素;最后利用基于能量法的有限元解法,通過建立不同的散熱筋結(jié)構(gòu)形式、高度、根數(shù)以及形狀的SR電機三維有限元模型,分析得出了最有利于降噪和散熱的散熱筋結(jié)構(gòu)是高度高、根數(shù)多、上窄下寬的梯形截面的周向散熱筋的結(jié)論。通過建立不同繞組裝配工藝下的SR電機三維有限元模型,分析得出了加強繞組剛度可以提高系統(tǒng)低階固有頻率的結(jié)論。通過比較實驗樣機的模態(tài)分析結(jié)果和運行實驗結(jié)果,證實了模態(tài)分析的有效性。仿真是計算SRD系統(tǒng)性能和預(yù)估電機振動的有效手段。本文在用MATLAB建立SRD系統(tǒng)的非線性動態(tài)仿真模型的基礎(chǔ)上,對SRD系統(tǒng)進行了穩(wěn)態(tài)性能仿真、動態(tài)性能仿真以及負載突變仿真。接著利用穩(wěn)態(tài)性能仿真,綜合考慮最大平均轉(zhuǎn)矩和效率這兩個優(yōu)化目標(biāo),對SR電機的開關(guān)角進行了優(yōu)化。最后結(jié)合由磁場有限元計算得到的徑向力數(shù)據(jù)表和穩(wěn)態(tài)性能仿真,通過非線性插值得到徑向力的波形,然后對徑向力波形進行了頻譜分析,從而找到其主要的諧波分量。在電機設(shè)計階段避免徑向力波主要頻譜分量與SR電機定子的固有頻率接近而引起共振是降低SR電機噪聲的首要條件。合適的控制策略對于SR電機減振降噪是必不可少的。本文理論推導(dǎo)出三步換相法的時間參數(shù)取值公式。仿真證明本取值公式較原先文獻的結(jié)論在阻尼比較小時有更好的減振效果。針對SR電機運行中可能出現(xiàn)多個模態(tài)振形被激發(fā)出來的情況,利用數(shù)值優(yōu)化法對三步換相法的時間參數(shù)進行了優(yōu)化,使得減振效果整體最佳,所提的數(shù)值優(yōu)化方法對兩步換相法同樣有效。在分析已有的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)上,針對其不足之處,提出了轉(zhuǎn)矩定頻控制取代內(nèi)滯環(huán)的方法、開始重疊區(qū)域的轉(zhuǎn)矩控制方法、最佳開關(guān)角度二次優(yōu)化法和時間參數(shù)優(yōu)化的三步換相法等新的控制方案。動態(tài)仿真證明這些方案是切實有效的,達到了預(yù)期效果。最后在直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制的每一次轉(zhuǎn)矩斬波都使用三步換相法,和在相關(guān)斷時刻根據(jù)實際電平靈活選用兩步或三步換相法以減小電機振動噪聲,并提出了考慮減振要求的開關(guān)頻率設(shè)計方法,最終形成了一套完整的降低振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動控制策略。設(shè)計并研制了基于TMS320LF2407DSP的SR電機控制器。根據(jù)控制策略要求,選用了不對稱半橋功率電路拓撲結(jié)構(gòu);出于降低成本以及提高可靠性考慮,采用了MOSFET雙路并聯(lián)電路方案。在控制軟件中實現(xiàn)了本文所提出的降低SR電機振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動控制策略。本文最后對實驗樣機進行了靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的測量實驗,對比轉(zhuǎn)矩測量值與轉(zhuǎn)矩有限元計算值,驗證了磁場有限元計算的有效性。然后對實驗樣機進行了空載與負載、電流控制與轉(zhuǎn)矩控制、低速斬波與高速單波、是否采用兩步或三步換相法等一系列對比運行實驗,對比各種實驗結(jié)果,充分證實了本文所提出的降低振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動控制策略的有效性。本課題組承擔(dān)了國家十·五863計劃電動汽車重大專項:“EQ6110HEV混合動力城市公交車用電機及其控制系統(tǒng)”(2001AA501421)。本文的研究是在該項目的資助下完成,并且本文關(guān)于電機本體結(jié)構(gòu)形式、散熱筋結(jié)構(gòu)和機械降噪措施等的結(jié)論已在該項目的60kW實驗樣機上得到證實。
標(biāo)簽: 開關(guān)磁阻電機 減 降噪
上傳時間: 2013-07-05
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隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展及其在電子測控技術(shù)與儀器上的應(yīng)用,新的測控理論、方法、測控領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷的出現(xiàn),在許多方面已經(jīng)沖破儀器的概念,電子測控儀器的功能和作用發(fā)生了質(zhì)的變化。在這種背景下,八十年代末美國成功開發(fā)了圖形化的計算機語言LabVIEW。 LabVIEW是美國NI公司實現(xiàn)虛擬儀器(VirtualInstrument-Ⅵ)技術(shù)的G語言。圖形化編程開發(fā)平臺的特點是基于通用計算機等標(biāo)準軟硬件資源平臺,實現(xiàn)構(gòu)建靈活、層次體系明晰、功能強大且人機界面友好的測控系統(tǒng),因此在國內(nèi)外許多測控應(yīng)用中被廣泛采用,但目前用LabVIEW實現(xiàn)的應(yīng)用大多是基于單機運行的LabVIEW虛擬儀器程序。 本論文介紹了小型電站中多個任務(wù)的實時測控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),將人機交互、數(shù)據(jù)采集等任務(wù)和控制任務(wù)分別交由測試計算機和控制計算機完成。該測控系統(tǒng)計算機應(yīng)用軟件是在LabVIEW平臺上開發(fā),實現(xiàn)了友好的人機交互,簡單直觀的現(xiàn)場數(shù)據(jù)監(jiān)控,安全可靠的故障處理措施等功能。這個實時系統(tǒng)對電機的多個開關(guān)量、模擬量、溫度信號、直流電動機和步進電動機等進行實時的數(shù)據(jù)采集和控制。 本設(shè)計通過基于優(yōu)先級的設(shè)置和執(zhí)行系統(tǒng)的選擇,結(jié)合固定時間間隔調(diào)度和事件驅(qū)動機制,提出了基于LabVIEW平臺測控系統(tǒng)的兩級多任務(wù)調(diào)度策略。這些設(shè)計方案大大提高了測控系統(tǒng)的性能。按照軟件工程學(xué)的觀點對實時多任務(wù)測控系統(tǒng)進行了方案設(shè)計;開發(fā)了操作簡單、界面友好、通用化程度高的測控系統(tǒng)。 本論文較全面系統(tǒng)深入地研究了LabVIEW的網(wǎng)絡(luò)化功能。系統(tǒng)分析了LabVIEW的TCP/IP、DataSocket和RemotePanels三種網(wǎng)絡(luò)通信機制,詳細討論了每種機制的原理及功能特點,并設(shè)計了相應(yīng)的LabVIEW程序。實現(xiàn)了基于局域網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)通信和遠程控制。 此外,為了結(jié)果查詢和數(shù)據(jù)分析,本課題還設(shè)計了用LabVIEW開發(fā)的數(shù)據(jù)庫。
標(biāo)簽: LabVIEW 多任務(wù) 中的應(yīng)用
上傳時間: 2013-05-15
上傳用戶:zukfu
電機是現(xiàn)代生產(chǎn)中的重要電氣設(shè)備,電機的故障會對生產(chǎn)造成重大影響,因此需要監(jiān)測電機的運行狀態(tài)。同時,不斷提高的環(huán)保標(biāo)準要求控制電機的噪聲。測試和分析電機的振動為電機的故障診斷和電機的噪聲控制提供了途徑,因此有必要建立一個電機振動測試分析系統(tǒng)。 過去20多年來,虛擬儀器技術(shù)取得了長足發(fā)展,在工程測試等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。相比于傳統(tǒng)儀器,虛擬儀器技術(shù)具有性能高,擴展性強等諸多優(yōu)勢。LabVIEW是虛擬儀器軟件開發(fā)平臺中最常用的一個。 本文在虛擬儀器的基礎(chǔ)上開發(fā)了電機振動測試分析系統(tǒng),主要內(nèi)容包括以下幾個方面: 1.電機振動測試分析平臺的建立,以LabVIEW為軟件開發(fā)平臺,配合數(shù)據(jù)采集卡,加速度傳感器等硬件設(shè)備建立了電機振動信號采集與處理的虛擬儀器系統(tǒng),完成振動信號的采集、顯示、處理、數(shù)據(jù)管理等一系列功能; 2.電機振動信號處理方法的研究,深入分析了傅里葉變換、時頻分析、小波分析等在電機振動信號處理中的優(yōu)缺點,著重研究了獨立分量分析等新技術(shù)在電機內(nèi)部振動信號處理上的應(yīng)用,針對電機振動的特性,給出了各種信號處理方法的參數(shù)優(yōu)化: 3.電機故障診斷的研究,針對電機故障特征量的提取和選擇提出了作者自己的見解,建立了基于振動的最小二乘支持向量機電機故障診斷,實例證明了支持向量機在電機故障診斷上的有效性; 4.針對電機故障診斷中故障樣本不易獲得的特點,提出了基于支持向量數(shù)據(jù)描述的多層分類器,是一種較有應(yīng)用價值的新方法。
上傳時間: 2013-06-24
上傳用戶:黃華強
針對空間電壓欠量脈寬調(diào)制過程中存在的問題,采用理論推演與軟件設(shè)計方法,在介紹了s V P w M 的基本原理的基礎(chǔ)上,利用T I 公司的 D S P電機控制芯片 T M S 3 2 0 L F 2 4 0 7設(shè)計了S V P W M的實現(xiàn)方法,并給出 j - 變頻調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化實現(xiàn)。 通過對永磁同步電機進行控制仿真實驗,得到的結(jié)果表明此方法是切實可行V , J ,控制系統(tǒng)具有優(yōu)良的動靜態(tài)性能,較高的控制效果,有廣泛的應(yīng)用前景。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:yxvideo
本文研究的課題主要是基于ARM平臺和GSM短消息之上的遠程電機數(shù)據(jù)采集和實時監(jiān)控。應(yīng)用背景是城市污水泵站的無線監(jiān)測和控制系統(tǒng)的實現(xiàn)需求,該系統(tǒng)采用分布式控制技術(shù)和無線通訊的方式,統(tǒng)一調(diào)配全市污雨水的排放,汛期社會效益非常突出。但是采用專用無線通訊設(shè)備,專用性很強且價格較為昂貴,無法實現(xiàn)高速聯(lián)接,不易于更新?lián)Q代。 對于眾多城市的雨污水泵站控制系統(tǒng),本文提出的低成本的智能控制系統(tǒng)和GSM短消息相結(jié)合的技術(shù)非常實用。它可以有效地減輕工作人員的勞動強度,降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。同時,GSM網(wǎng)絡(luò)所具有的強大功能,人們可以期待高度開放、使用靈活方便、功能強大的低成本智能控制系統(tǒng)的出現(xiàn),特別是在舊有泵站的技術(shù)改造中。 在本文中主要就這一技術(shù)的幾個關(guān)鍵部分比如被控電機的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控信息的短消息編解碼傳輸做了深入探討。對GSM短消息協(xié)議的研究和編解碼傳輸?shù)膶崿F(xiàn)是本文研究的難點和重點。GSM短消息協(xié)議是一個很復(fù)雜的通信協(xié)議,要想掌握它還必須理解GSM系統(tǒng)協(xié)議的相關(guān)部分,這就要求研究者必須有比較深厚的通信技術(shù)知識。
上傳時間: 2013-06-19
上傳用戶:gonuiln
高性能伺服控制系統(tǒng)日益廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)、家用電器和國防等各個領(lǐng)域。采用先進控制策略和全數(shù)字控制技術(shù)的永磁同步電機伺服系統(tǒng),已成為高性能伺服系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。應(yīng)用在交流伺服系統(tǒng)上的背景技術(shù)不斷進步,同時市場對伺服系統(tǒng)性能、成本及自適應(yīng)能力的要求也不斷提高。 本文從詳細分析了永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型和矢量控制的基本原理,選取了基于id=0轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制方式,采用電壓空間矢量(SVPWM)調(diào)制技術(shù),建立了位置、轉(zhuǎn)速、電流三閉環(huán)控制的永磁同步電機伺服系統(tǒng)。針對伺服系統(tǒng)在運行過程中參數(shù)變化及負載擾動等問題,深入分析了連續(xù)與離散系統(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計的基本原則和方法,將滑模變結(jié)構(gòu)控制與矢量控制相結(jié)合,改進了基于趨近率的單段滑模面變結(jié)構(gòu)控制,設(shè)計了適用于矢量控制位置伺服系統(tǒng)的分段式滑模變結(jié)構(gòu)控制器。在Matlab/Simulink7.1仿真環(huán)境和以Freescale MC56F8346DSP為核心的實驗系統(tǒng)平臺進行了詳盡的仿真和實驗研究。結(jié)果表明本系統(tǒng)滿足高性能伺服控制系統(tǒng)的基本要求,滑模變結(jié)構(gòu)控制能夠有效應(yīng)用于矢量控制伺服系統(tǒng)并提高其魯棒性。
標(biāo)簽: 滑模變結(jié)構(gòu) 控制 伺服系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-18
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